[1]刘豪志１,刘 凯１,王 欢１,等.基于嵌入式 Ｌｉｎｕｘ平台 ＥｔｈｅｒＣＡＴ 主站设计[J].机械与电子,2020,(03):44-47.
　,,et al.Design of the EtherCAT Master Based on Embedded Linux Platform [J].Machinery & Electronics,2020,(03):44-47.
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基于嵌入式 Ｌｉｎｕｘ平台 ＥｔｈｅｒＣＡＴ 主站设计()
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机械与电子[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2020年03期
页码:
44-47
栏目:
自动控制与检测
出版日期:
2020-03-24

文章信息/Info

Title:
Design of the EtherCAT Master Based on Embedded Linux Platform
文章编号:
１００１- ２２５７（２０２０）０３- ００４４- ０４
作者:
刘豪志１; 刘 凯１; 王 欢１; 孙 磊１; 朱天明２
１．南京航空航天大学机电学院，江苏 南京 ２１００１６；
２．上海航天控制技术研究所，上海 ２０１１０９
Author(s):
１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，
Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ；
２．ＳｈａｎｇｈａｉＡｅｒｏｓｐａｃｅＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１１０９，Ｃｈｉｎａ
关键词:
ＥｔｈｅｒＣＡＴ 主站; Ｌｉｎｕｘ实时系统; 网卡驱动; 同步时钟
Keywords:
ＥｔｈｅｒＣＡＴ ｍａｓｔｅｒ; ＬｉｎｕｘＲＴＯＳ; ｎｅｔｗｏｒｋｄｒｉｖｅｒ; ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｃｌｏｃｋ
分类号:
ＴＰ２７３
文献标志码:
A
摘要:
针对多轴同步控制中存在实时性和同步性较差的问题，提出一种基于嵌入式 Ｌｉｎｕｘ平台的ＥｔｈｅｒＣＡＴ 主站方案。在以 ＡＭ３３５８处理器为核心的 ＢｅａｇｌｅＢｏｎｅ的嵌入式平台上，构建基于 Ｘｅｎｏｍａｉ的Ｌｉｎｕｘ硬实时操作系统，通过改写基于 ＡＲＭ 的网络芯片驱动，提高主站的通讯速率和响应能力，同时采用分布时钟机制动态补偿各从站时钟，实现从站间的同步性。最后搭建一主二从伺服控制平台进行试验验证，结果表明：主站在１ｍｓ周期任务下最大调度延时为３６．３９７μｓ（３．６４０％），最小调度延时为１．９５２μｓ
（０．１９５％），实时性较高，多轴同步误差精度在ｎｓ级水平，具有相当高的同步性能。
Abstract:
An EtherCAT master scheme based on embedded Linux platform was proposed here in view to the poor controlling problems of real-time and synchronous multi-axis control. An operating system with Xenomai-based hard real-time Linux was developed on the BeagleBone embedded platform with AM3358 as its core processor. The ARM’s network chip driver was rewritten to improve the master’s communication speed and response capability. The clock mechanism was proposed to compensate the slave clocks dynamically so as to achieve synchronization between the slaves. Finally, the verification of a platform with one master and two servo slaves was conducted. The maximum scheduling delay of the master is 36.397μs(3.640%), and the minimum is 1.952μs(0.195%) under the 1ms periodic task, and the accuracy of multi-axis synchronization error is at the ns level, which obtains high synchronous capabilities.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：２０１９- １１- ０６
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１４０５２２９）；江苏省自然科学基金资助项目（ＢＫ２０１５１４７０，ＢＫ２０１７１４１６）
作者简介：刘豪志 （１９９５－），男，湖北荆门人，硕士研究生，研究方向为多轴同步控制；刘 凯 （１９８１－），男，江苏淮安人，博士，副教授，研究方向为仿生机器人、数控技术等，通信作者。
更新日期/Last Update: 2020-04-21